The willow microbiome is influenced by soil petroleum-hydrocarbon concentration with plant compartment-specific effects

International audienceThe interaction between plants and microorganisms, which is the driving force behind the decontamination of petroleum hydrocarbon (PHC) contamination in phytoremediation technology, is poorly understood. Here, we aimed at characterizing the variations between plant compartments in the microbiome of two willow cultivars growing in contaminated soils. A field experiment was set-up at a former petrochemical plant in Canada and after two growing seasons, bulk soil, rhizosphere soil, roots, and stems samples of two willow cultivars (Salix purpurea cv. FishCreek, and Salix miyabeana cv. SX67) growing at three PHC contamination concentrations were taken. DNA was extracted and bacterial 16S rRNA gene and fungal internal transcribed spacer (ITS) regions were amplified and sequenced using an Ion Torrent Personal Genome Machine (PGM). Following multivariate statistical analyses, the level of PHC-contamination appeared as the primary factor influencing the willow microbiome with compartment-specific effects, with significant differences between the responses of bacterial, and fungal communities. Increasing PHC contamination levels resulted in shifts in the microbiome composition, favoring putative hydrocarbon degraders, and microorganisms previously reported as associated with plant health. These shifts were less drastic in the rhizosphere, root, and stem tissues as compared to bulk soil, probably because the willows provided a more controlled environment, and thus, protected microbial communities against increasing contamination levels. Insights from this study will help to devise optimal plant microbiomes for increasing the efficiency of phytoremediation technology

Étude théorique et numérique de systèmes thermophotoniques en champ proche appliqués à la récupération d'énergie

With 70% of the world’s primary energy consumption being lost as heat during conversion, finding ways to make use of this waste heat is a key challenge. One way is to convert it back into useful energy with heat engines, for instance by using solid-state heat engines to directly convert heat into electricity. In this context, the field of near-field thermophotonics has recently attracted increasing interest. In such an engine, a light-emitting diode heated by the waste heat is placed in the immediate vicinity of a photovoltaic cell at room temperature. The radiation emitted by the light-emitting diode, which displays high intensity due to both electroluminescence and near-field effects, allows the photovoltaic cell to generate a significant amount of electrical power even for low heat source temperatures. Although the light-emitting diode consumes some of this electrical power to run, the complete device is still capable of generating substantial electrical power as long as the two components are efficient enough. In this thesis, we analyse the operation of near-field thermophotonic engines by theoretical and numerical means. To deepen the understanding of thermophotonic devices, the radiation-electricity conversion occurring in the light-emitting diode and the photovoltaic cell are first modelled using detailed-balance approaches. This allows developing an analytical upper limit for the efficiency at maximum power for both monochromatic and broadband radiation. We study the influence of several key quantities, and pinpoint the importance of achieving a high quantum efficiency for the device to reach high power output and efficiency. In a second step, the charge transport in semiconductors is simulated thanks to an in-house one-dimensional drift-diffusion solver including thermionic emission and charge carrier tunnelling at interfaces, enabling the investigation of complete structures. The first system considered is composed of AlGaAs and GaAs homostructures, and is found to be capable of generating a maximum power output of the order of 1 W.cm−2 for an LED heated at 600 K. By analysing the charge transport in the two components, we highlight the importance of operating in the near field, the increase in quantum efficiency it causes being essential to achieve satisfactory operation. Because accounting for a significant surface recombination rate or including temperature and composition dependencies in the non-radiative recombination coefficients would make this device inoperable, we propose a new architecture based on heterostructures composed of InGaP confinement layers and InGaAs active layers. This allows reducing non-radiative losses and thus mitigates the power drop when the previously mentioned phenomena are included, with a reduction factor of 4 only. While several idealising assumptions still remains, this shall open a path for the design and optimisation of near-field thermophotonic engines.Dans un système thermophotonique en champ proche, une diode électroluminescente chaude est placée à faible distance d’une cellule photovoltaïque maintenue à température ambiante. Le rayonnement émis par la diode électroluminescente, qui présente une intensité élevée grâce aux phénomènes d’électroluminescence et d’effet tunnel de photons, permet à la cellule photovoltaïque de produire une quantité importante d’énergie électrique : le système convertit la chaleur fournie au corps chaud en électricité. Dans cette thèse, on analyse le fonctionnement de ce système par des approches théoriques et numériques. La conversion rayonnement-puissance électrique ayant lieu dans les deux composants est d’abord modélisée à l’aide d’équations de conservation. Cela permet de développer une expression analytique de la valeur maximale de l’efficacité au maximum de puissance pour un rayonnement monochromatique ou à large spectre. Des efficacités quantiques élevées doivent être considérées pour rendre la puissance de sortie et l’efficacité compétitives. Le transport de charges dans les semi-conducteurs est ensuite simulé grâce à un code résolvant les équations de dérive-diffusion en une dimension et incluant l’émission thermoïonique et l’effet tunnel aux interfaces, permettant l’étude de structures réalistes. L’optimisation de systèmes composés d’homostructures permet d’introduire un dispositif capable de générer une puissance maximale de l’ordre du W.cm−2 pour une diode électroluminescente à 600 K. Son analyse révèle l’importance de la configuration en champ proche, l’augmentation de l’efficacité quantique qu’elle induit étant essentiel au bon fonctionnement du système. On propose finalement un dispositif plus robuste, basé sur des hétérostructures composées de couches actives en InGaAs et de couches de confinement en InGaP. Cette architecture permet de conserver une puissance électrique élevée même lorsque des pertes auparavant négligées sont considérées, la puissance maximale ne diminuant alors que d’un facteur 4. Ces travaux démontrent que cette technologie de récupération d’énergie originale est prometteuse pour des températures de quelques centaines de degrés Celsius

Near-field thermophotonics: a numerical study of AlGaAs-GaAs devices

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Des centres et des marges. La trajectoire de Julie Doucet

Cet article propose d’analyser la trajectoire de Julie Doucet en tant que révélatrice des dynamiques et enjeux relatifs aux sphères de production culturelle dans lesquelles elle s’inscrit. Depuis ses débuts dans la bande dessinée « underground » montréalaise dans la deuxième moitié des années 1980 jusqu’à son prétendu « adieu » au média à la fin de la décennie suivante, Julie Doucet a parcouru quelques-uns des lieux les plus importants de la bande dessinée nord-américaine et européenne. De Montréal à Berlin, en passant par New York, Portland (Oregon) et Paris, suivre cette trajectoire équivaut à cartographier le renouveau de la bande dessinée au cours de la décennie 1990, des deux côtés de l’Atlantique. L’oeuvre de Doucet a été largement étudiée et est considérée comme emblématique de la bande dessinée des années 1990, car elle épouse quelques-unes des caractéristiques principales de l’époque : dimension autobiographique; travail sur le corps, la sexualité et l’abject; et un penchant féministe. À ces thématiques, nous proposons d’ajouter celle de l’éclatement du média qu’elle opère par des formes et techniques nouvelles. À cet effet, une attention particulière sera d’ailleurs accordée à la place qu’occupe la bande dessinée de Doucet dans un ensemble plus grand de pratiques, notamment la relation qu’elle entretient avec les marges de la production culturelle. La production de zines de Doucet - tant avant sa professionnalisation au tournant des années 1980 et 1990 qu’après son retrait au tournant 1990-2000 - en est le signe le plus évident. Il s’agit d’ailleurs d’une question qui travaillera notre article de manière souterraine : comment se négocie le rapport de la marge au centre pour une artiste comme Doucet, particulièrement au regard de l’intégration tardive de la bande dessinée au champ culturel? De ce point de vue, un opérateur central de travail de Doucet se révèle : le jeu avec le positionnement d’outsider. Cet opérateur est perceptible à la fois à la lecture interne des oeuvres (le choix des thèmes, de la langue, et l’exploration formelle au coeur de sa démarche), et dans les choix éditoriaux et stratégiques de l’autrice (le rapport à la bande dessinée sur la longue durée et le retour au zine, la mobilité, les commentaires de Doucet sur son parcours et son oeuvre). Cet article présente finalement, et pour la première fois, une bibliographie exhaustive des publications de Doucet, incluant toute sa production autoéditée, de la deuxième moitié des années 1980 à aujourd’hui.This article studies Julie Doucet’s trajectory as a revelation of the dynamics and issues related to the spheres of cultural production in which the artist is embedded. From her beginnings in the Montreal “underground” comic scene in the second half of the 1980s to her so-called “farewell” to the medium at the end of the following decade, Julie Doucet has journeyed through some of the most important venues in the world of North American and European comics, from Montreal to Berlin, via New York, Portland (Oregon) and Paris. Doucet’s work has been widely studied and is considered to embrace some of the characteristics of 1990s comics: body representation, sexuality and the abject; and a feminist inclination. To these themes, we propose adding the fragmentation of the medium in which she operates brought about by new forms and techniques. Particular attention will be given to the place that Doucet’s comics occupy in a larger set of practices, notably the close relationship that she maintains with the margins of cultural production. The relationship is most obvious in the production of Doucet’s zines - both before her professionalization at the turn of the 1980s and 1990s and since her withdrawal at the turn of 1990-2000. Our article addresses, in a somewhat subversive manner, the following question: how is the relationship between the margin and the center negotiated for an artist like Doucet, particularly in light of the late integration of comics into the cultural field? Examining Doucet’s work from such an angle reveals a central operator: her play with the outsider position. This operator is perceptible both in the internal reading of the works (the choice of themes and of language, and the formal exploration at the heart of her approach), and in Doucet’s editorial and strategic choices (the relationship to comics over the long term and the return to the zine, her mobility, her personal comments on her career and her work). Finally, our article presents an exhaustive ground-breaking bibliography of Doucet’s publications, including all of her self-published works, from the second half of the 1980s to the present

Near-field thermophonics: a numerical study of AlGaAs-GaAs devices

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On the method of reflections

International audienceThis paper aims at reviewing and analysing the method of reflections. The latter is an iterative procedure designed to linear boundary value problems set in multiply connected domains. Being based on a decomposition of the domain boundary, this method is particularly well-suited to numerical solvers relying on integral representation formulas. For the parallel and sequential forms of the method appearing in the literature, we propose a general abstract formulation in a given Hilbert setting and interpret the procedure in terms of subspace corrections. We then prove the unconditional convergence of the sequential form and propose a modification of the parallel one that makes it unconditionally converging. An alternative proof of convergence is provided in a case which does not fit into the previous framework. We finally present some numerical tests